Por Dianne Hermance | Atualizado em 24 de março de 2022

Andrew Brookes/Cultura/GettyImages

Nas células eucarióticas, a mitose produz células-filhas idênticas, enquanto a meiose gera gametas geneticamente distintos. Ambos os processos dependem da segregação precisa dos cromossomos, uma tarefa executada pelo aparelho do fuso e suas ligações aos cromossomos.

TL;DR

Os microtúbulos cinetocoros e não cinetocoros diferem estrutural e funcionalmente, mas cooperam para garantir a distribuição precisa do DNA durante a divisão celular.

Por que a mitose é essencial?

A mitose fornece novas células para crescimento, reparo e reprodução assexuada. Uma única célula-mãe se divide em duas filhas geneticamente idênticas, dividindo seu núcleo e cromossomos.

Os humanos contêm 23 pares de cromossomos, cada um armazenado como duas cromátides irmãs unidas no centrômero. Manter o número de cromossomos durante a divisão é fundamental para a estabilidade genômica.

Estágios da Mitose

A divisão celular é governada pela interfase (G1, S, G2) e pela mitose, que começa com a prófase. Durante a prófase, a cromatina se condensa em cromátides irmãs, o nucléolo se dissolve e o fuso se forma a partir de microtúbulos.

Segue-se a prometáfase, durante a qual os fragmentos do envelope nuclear e os microtúbulos do fuso se ligam aos cinetocoros nos centrômeros. Na metáfase, os cromossomos se alinham na placa metafásica e os microtúbulos fusiformes alcançam pólos opostos.

Durante a anáfase, as cromátides irmãs se separam e são puxadas para pólos opostos pelos microtúbulos associados ao cinetocoro. Os microtúbulos não cinetocóricos auxiliam no movimento dos cromossomos e no alongamento do fuso.

A telófase restaura os envelopes nucleares ao redor de cada conjunto de cromossomos e a citocinese completa o processo particionando o citoplasma.

O que é um cinetocoro?

Um cinetocoro é um grande complexo multiproteico que se reúne no centrômero de cada cromossomo. Descrito pela primeira vez por Walther Flemming em 1880, o cinetocoro funciona como local de fixação dos microtúbulos do fuso e um ponto de verificação para o alinhamento adequado dos cromossomos.

Apesar das variações específicas do DNA da espécie, a arquitetura do cinetocoro é altamente conservada, ressaltando o seu papel fundamental na mitose.

Diferenças entre microtúbulos cinetocoros e não cinetocoros

Os cinetocoros são plataformas estruturadas e ricas em proteínas que unem o DNA cromossômico e os microtúbulos, enquanto os microtúbulos não cinetocoros são polímeros dinâmicos que facilitam a formação do fuso e o movimento dos cromossomos. O primeiro ancora cromossomos; o último fornece a força mecânica necessária para a segregação.

A função de um cinetocoro

Os cinetocoros atuam como conjuntos motores microscópicos, convertendo a dinâmica dos microtúbulos em movimento cromossômico direcionado. Servem também como pontos de verificação de controlo de qualidade; erros na fixação desencadeiam a fosforilação mediada pela quinase AuroraB, interrompendo a progressão para anáfase até serem corrigidos.

A variante histona CENP-A nuclea a cromatina centromérica, recrutando CENP-C e outras proteínas do cinetocoro interno. O cinetocoro externo, contendo o complexo Ndc80, envolve diretamente os microtúbulos.

Interação Cinetocoro–Microtúbulo

Durante a mitose, o cinetocoro sofre rápida montagem e desmontagem, regulada por eventos de fosforilação. O complexo Ndc80 ancora os microtúbulos, permitindo que o cinetocoro “dance” com as extremidades positivas dinâmicas dos microtúbulos.

Proteínas motoras como cinesina e dineína aumentam o movimento cromossômico, enquanto a despolimerização dos microtúbulos nos cinetocoros gera forças de tração que segregam as cromátides.

Garantindo a precisão:verificação de erros

Kinetochores monitoram a fidelidade do anexo. A quinase AuroraB detecta ligações inadequadas microtúbulo-cinetócoro e fosforila proteínas associadas, levando a tentativas de descolamento e reinserção. Complexos como Pcs1/Mde4 evitam ainda ligações incorretas perto dos centrômeros.

Quando os erros persistem, o ponto de verificação do conjunto do fuso atrasa o início da anáfase, permitindo tempo para correção e salvaguardando a integridade genômica.

Insights emergentes

A pesquisa em andamento continua a iluminar a coreografia molecular da montagem e função do cinetocoro. Os avanços na microscopia crioeletrônica e na imagem de células vivas prometem uma compreensão mais profunda da mecânica de segregação cromossômica tanto na mitose quanto na meiose.

Ao desvendar estes processos, os cientistas pretendem descobrir alvos terapêuticos para doenças enraizadas na má segregação cromossómica, como o cancro e as síndromes de aneuploidia.